磁芯对电感寄生电容影响
- 格式:ppt
- 大小:949.00 KB
- 文档页数:30
寄生电容电感电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述寄生电容、电感和电阻是电路中常见的元件,它们在电子设备和电路中起着重要的作用。
在实际的电路设计和应用中,我们经常会遇到这些寄生元件的存在,它们虽然不是设计时的主要元件,但却会对电路的性能和稳定性产生一定的影响。
寄生电容指的是电容器的容量存在于电路中的其他不相关元件之间,如电路板中的导线之间或电路元件之间的绝缘介质。
这些寄生电容会对电路的频率特性、干扰抗性以及能耗等方面产生影响。
而寄生电感则是指电阻线圈的电感性质存在于电路中的其他元件之间,如电路导线本身或电路中的线圈元件。
寄生电感会对电路的频率响应、电磁干扰以及传输效率等方面产生影响。
寄生电阻则是指电路中电路元件或导线的电阻特性对电路性能产生的影响。
这些寄生元件的存在使得实际电路的性能与理论设计存在一定的差别。
因此,在电路设计中,为了更准确地预测电路的行为和性能,必须考虑和计算这些寄生元件的影响。
在实际应用中,我们需要通过一系列的测试和测量来确定电路中这些寄生元件的值,并将其纳入到电路设计和分析中。
本文将着重介绍寄生电容、电感和电阻的概念,探讨它们的影响因素和作用机制,并分析其在实际应用中的应用场景和未来的发展展望。
通过深入理解和认识这些寄生元件,我们能够更好地设计和优化电子电路,提高电路的性能和可靠性。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几点:文章结构部分应该明确说明本文的章节组成和内容安排。
本文将围绕寄生电容、寄生电感和寄生电阻展开详细介绍和分析。
第一大纲部分介绍文章的引言部分,包括概述、文章结构和目的。
第二正文部分将分为三个小节:2.1 寄生电容的概念,2.2 寄生电感的概念,2.3 寄生电阻的概念。
在这些小节中,将详细介绍每个概念的定义、原理和特点,并探讨它们在电路中的作用和影响。
第三结论部分将总结影响因素,并分析寄生电容、寄生电感和寄生电阻在不同应用场景下的具体应用和局限性。
电感的寄生电容电感是电路中常见的元件之一,它具有储存电能的能力,可以将电能转化为磁能,同时也可以将磁能转化为电能。
在电路中,电感常常与电容、电阻等元件一起使用,以实现各种电路功能。
然而,电感中存在着一种被称为“寄生电容”的现象,它会对电路的性能产生一定的影响。
寄生电容是指电感元件内部存在的一种电容,它是由于电感线圈的匝间绕组和绕组与磁芯之间的绝缘层所形成的。
在电路中,电感元件的电容值通常很小,但是在高频电路中,寄生电容的影响就会变得非常显著。
这是因为在高频电路中,电感元件的电容值会随着频率的增加而增加,从而导致电路的谐振频率发生变化。
寄生电容对电路的影响主要表现在以下几个方面:1. 电路的谐振频率会发生变化。
在高频电路中,电感元件的电容值会随着频率的增加而增加,从而导致电路的谐振频率发生变化。
这会影响电路的稳定性和性能。
2. 电路的阻抗会发生变化。
寄生电容会对电路的阻抗产生影响,从而影响电路的传输特性。
在高频电路中,电感元件的电容值会随着频率的增加而增加,从而导致电路的阻抗发生变化。
3. 电路的噪声会增加。
寄生电容会对电路的噪声产生影响,从而影响电路的信噪比。
在高频电路中,电感元件的电容值会随着频率的增加而增加,从而导致电路的噪声增加。
为了减小寄生电容对电路的影响,可以采取以下措施:1. 选择合适的电感元件。
在设计电路时,应选择合适的电感元件,以减小寄生电容的影响。
2. 采用合适的绕制方式。
在制造电感元件时,应采用合适的绕制方式,以减小寄生电容的影响。
3. 采用合适的绝缘材料。
在制造电感元件时,应采用合适的绝缘材料,以减小寄生电容的影响。
寄生电容是电感元件中不可避免的现象,它会对电路的性能产生一定的影响。
在设计电路时,应注意减小寄生电容的影响,以提高电路的性能和稳定性。
boost升压电路电感和占空比的设计Boost升压电路是一种常见的直流电压变换器,它可以将输入电压升高到高于输出电压的水平。
这种电路通常用于电源设计、电力电子设备和LED驱动等领域。
在设计和应用Boost升压电路时,电感和占空比是非常重要的参数,下面将对它们的设计进行详细介绍。
一、电感的设计在Boost升压电路中,电感的主要作用是储存能量,以便在开关关闭时提供电流。
电感的大小会影响到输出电压的稳定性和效率。
因此,在设计电感时需要考虑以下因素:1.电感值:电感值的选择取决于输入电压、输出电压、最大输出电流和开关频率等参数。
通常情况下,电感值越大,输出电压的稳定性越好,但同时也会增加电感的体积和成本。
因此,需要根据实际需求选择合适的电感值。
2.磁芯:电感的磁芯也是设计时需要考虑的因素。
常用的磁芯材料有铁氧体、坡莫合金、纳米晶等。
不同的磁芯材料具有不同的磁导率和饱和磁通密度等参数,因此需要根据实际需求选择合适的磁芯材料。
3.线圈:线圈是电感的重要组成部分,它的匝数和线径会影响到电感的性能。
匝数越多,电感值越大;线径越粗,电流容量越大。
因此,在设计线圈时需要考虑匝数和线径的匹配,以获得最佳的电感性能。
二、占空比的设计占空比是指在一个开关周期内,开关导通的时间与整个周期之比。
在Boost升压电路中,占空比是控制输出电压和电流的关键参数。
占空比的设计需要考虑以下因素:1.输出电压和电流:输出电压和电流的大小会影响到占空比的设计。
如果输出电压和电流较大,需要选择较大的占空比以获得较高的输出电压和电流;反之则选择较小的占空比。
2.开关频率:开关频率也会影响到占空比的设计。
开关频率越高,开关导通的时间越短,占空比越小;开关频率越低,开关导通的时间越长,占空比越大。
因此,在设计占空比时需要考虑开关频率的影响。
3.最大占空比:最大占空比是指在一个开关周期内,开关能够导通的最大时间与整个周期之比。
最大占空比受到多种因素的影响,如开关的耐压值、导通电阻、寄生电容等。
磁珠和电感的区别与联系磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。
磁珠的电路符号就是电感。
但是型号上可以看出使用的是磁珠,在电路功能上,磁珠和电感原理是相同的,只是频率特性不同罢了。
磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。
在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。
当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。
高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的值都与磁珠的长度成比例。
磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。
有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。
铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。
大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。
铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路,其体积可以做得很小。
特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。
铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。
以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:HH 是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;1 表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;H 表示组成物质,H、C、M为中频应用(50-200MHz),T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);3216 封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;500 阻抗(一般为100MHz时),50 ohm。
一.电感器的分类开关变换器中的电感种类很多,大致可以分为三类:直流滤波电感,交流滤波电感和饱和电感1.直流滤波电感可以分为EMI滤波电感和整流滤波电感,EMI电感主要用于抑制设备之间的电磁干扰,不仅可以抑制外设备对本设备的干扰影响,也可以使本设备的干扰大大减少。
整流滤波电感主要作用是滤除整流后的交流纹波,让输出的直流电压更加平滑,一般用饱和特性较好的磁粉芯。
2.交流滤波电感主要用于交流回路的电压、电流谐波的滤除。
交流滤波电感的技术指标:电感量和品质因数Q,由于电感上的电流谐波分量很大,发热比较严重,因此要考虑电感的温度稳定性。
一般选用高磁导率铁氧体。
3.饱和电感与以上两种电感不同,工作在饱和状态,主要用在稳压和调压电路中来调节电源的输出电压。
饱和电感有两个绕组,一个绕组接交流电路,一个绕组接直流电路。
由于饱和电感工作在饱和状态,它的磁滞回线是矩形的。
一般采用不开气隙的铁氧体。
二.磁芯损耗模型1.磁滞损耗①磁性材料内部有许多小磁畴,在无外磁场的作用下,这些小磁畴如下图a是杂乱无章的排列。
在外磁场的作用下,如图b小磁畴发生转动,在这一磁化过程中,与外磁场方向相差不大的小磁畴在外磁场退去后仍然能恢复到原来的位置,而与外磁场方向相差较大的小磁畴在外界磁场退去后仍然保持磁化时的方向。
前一部分所消耗的能量返回到电路,转为势能(表现在电感的储能和放能特性)。
后一部分所消耗的能量表现为磁芯损耗的发热部分,即磁滞损耗,这是不可恢复的能量。
②下图为在激励信号下,磁环对应的磁滞回线,磁环的磁化曲线与退磁化曲线是不重合的,即磁感应强度B的变化滞后于磁场强度H的变化。
在半个周期内,送入磁芯线圈的能量为:③磁滞损耗模型Ph∝f*B^3 Ph∝f*B^2磁滞损耗的大小随着激励场的增大,B的指数会从3变为2。
④磁滞损耗一般模型参考Steinmetz公式:Pcv=Cm∗f^α∗B^β2.涡流损耗①磁性元器件在交变磁场作用下,产生通过磁芯的交流磁通Φ而产生的感应电流,该电流呈现涡流状,所以叫涡流。
磁环的选型及使用方法最近经常有不少客户问起磁环的选型及使用方法,说下关于一些电器及连接线的电磁干扰,导致通讯设备死机。
磁环的选型及使用方法的问题,为了解决上述的问题,尝试了隔离控制信号和隔离通讯信号,但都以失败告终。
最后采用磁环抑制信号线上的电磁干扰才最终解决了问题。
1、简介吸收磁环,又称铁氧体磁环,简称磁环。
它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。
这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,最重要的参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。
磁环较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
2、磁环的选型及使用方法(1)关于匝数匝数越多,抑制低频干扰效果越好,抑制高频噪声作用较弱。
实际使用当中磁环匝数要根据干扰电流的频率特点来调整。
当干扰信号频带较宽时,可以在电缆上套两个磁环,每个磁环绕不同的匝数,这样可以同时一种高频干扰和低频干扰。
并不是阻抗越大,对干扰信号的抑制效果越好,因为实际磁环上存在寄生电容,这个寄生电容与电感并联,但遇到高频干扰信号时,这个寄生电容将磁环的电感短路,失去作用。
(2)计算物理部分(磁环酷似空心圆柱):截面积:A = (OD-ID)*HT/2 (cm2)平均(有效)磁路长度:l = (OD-ID)*π*2 / 2 (cm)内部体积:V = A *l (cm3)电磁部分:电感:L = (μ*4π*N2*A*10-2) / l (μH)最大磁通量:B = E * 108 /(N*A)磁力:H = 4*π*N*I/l磁导率:µ = B/H变量解释:OD:磁环外径cmID:磁环内劲cmHT:磁环高度cmI:电流E:电压磁导率也有如下公式:µ=µo*µr(磁环磁导率)其中µo是真空中的磁导率4∏*10-7 H/m, µr= 47 H/m(磁环相对真空的磁导率)一般给的参数为电感系数AL,可以根据公式AL = L / N2来求出电感磁环使用方法:不同频率下磁环有不同的阻抗特性,一般低频是阻抗很小,高频时阻抗急剧升高。
一、磁珠的参数概念:采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。
主要参数:标称值:因为磁珠的单位是按照它在*一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆 .一般以100MHz为标准,比方2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。
额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流.电感与磁珠的区别:有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝〔导线直通磁环〕的线圈习惯称之为磁珠;电感是储能元件,而磁珠是能量转换〔消耗〕器件;电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策;磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰.两者都可用于处理EMC、EMI问题;电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上.在模拟地和数字地结合的地方用磁珠.磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。
磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理一样的,只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。
铁氧体磁珠 (Ferrite Bead) 是目前应用开展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。
在电路中只要导线穿过它即可〔我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有外表贴装的形式,但很少见到卖的〕。
当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead)和电感的区别磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100 欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。
电感的等效电阻可有Z=2X3.14xf 来求得。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰元件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显著。
在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。
当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。
高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个元件的值都与磁珠的长度成比例。
磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。
有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加元件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。
铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。
大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。
铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其他电路,其体积可以做得很小。
特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。
铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。
以常用于电源滤波的HH-1H3216-500 为例,其型号各字段含义依次为:HH 是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB 系列;1 表示一个元件封装了一个磁珠,若为4 则是并排封装四个的;H 表示组成物质,H、C、M 为中频应用(50-200MHz),T 低频应用(<50MHz),S 高频应用(>200MHz);3216 封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206 封装;500 阻抗(一般为100MHz 时),50 ohm。
精讲变压器的“寄生参数”——漏感与分布电容
本文主要为大家讲解一下变压器中的两个寄生参数,漏感与分布电容。
从定义到产生的原因,以及危害等多方面进行讲解。
大家好好学习吧!下面
先来介绍一下漏感的相关知识。
漏感的定义
漏感是电机初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通
变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏
磁的电感称为漏感。
漏感产生的原因
漏感的产生是由于某些初级(次级)磁通没有通过磁芯耦合到次级(初级),而是通过空气闭合返回到初级(次级)。
导线的电导率大约为空气电导率的109倍,而变压器用的铁氧体磁芯材料
的磁导率大约只有空气磁导率的104倍。
因此磁通在通过铁氧体磁芯构成的
磁路时,就会有一部分漏入空气,在空气中形成闭合磁路,从而产生漏磁。
而且随着工作频率的提高,所使用的铁氧体磁芯材料的磁导率会降低。
因此
在高频下,这种现象更为明显。
漏感的危害 
漏感是开关变压器的一项重要指标,对开关电源性能指标的影响很大,漏
感的存在,当开关器件截止瞬间会产生反电动势,容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路,
使电路产生振荡并向外辐射电磁能量,造成电磁干扰。
影响漏感的因素 
对于固定的已经制作好的变压器,漏感与以下几个因素有关:。